JP2011241810A - Wave-power generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、海上に浮かぶ浮遊体に太陽電池を設置し、発電した電気を浮遊体内部に設けた蓄電装置(発電貯蔵装置と充電装置)に蓄える浮遊体発電装置と、該浮遊体発電装置である浮遊体の浮力を利用して、波によって浮遊体が上昇するとき、浮遊体に取り付けたロープで、海中に設置した防水箱の中に設けた発電機のタービンを回転させて発電させ、発生した電気を浮遊体の蓄電装置(発電貯蔵システムと充電装置)に蓄電し、二次電池(バッテリー)に充電するか、あるいは海中ケーブルで陸上又は海上に設けた蓄電装置に送電して蓄電する、浮遊体と防水箱からなる波力発電装置に関する。 The present invention relates to a floating body power generation apparatus in which a solar cell is installed on a floating body floating on the sea and the generated electricity is stored in a power storage device (power generation storage device and charging device) provided inside the floating body, and the floating body power generation device Using the buoyancy of a floating body, when the floating body rises due to waves, it is generated by rotating a generator turbine installed in a waterproof box installed in the sea with a rope attached to the floating body. The stored electricity is stored in a floating power storage device (power generation storage system and charging device) and charged to a secondary battery (battery), or is transmitted to a power storage device provided on land or on the sea with a submarine cable, and stored. The present invention relates to a wave power generation device including a floating body and a waterproof box.
太陽電池を工場や、住宅の屋根や壁などに張り付けて発電する装置が普及し始めている。CO2を出さないクリーンな電力として有力な装置である。しかし、日本においては、山地が多く、日照時間が少ない。又、都会においてもビルや多くの住宅があり、日照時間が十分に取れない。海上であれば遮るものがないため、日の出から日の入りまでフルに太陽光を受けることができる。但し、海上では常に波や風や潮流の影響を受けるので、同じ場所に固定することが難しい。更に発電した電気をどのように蓄えるのかも課題である。
従来、海上での発電装置は、波のエネルギーを利用するものが大半である。波のエネルギーを利用して発電する装置は色々考案されている。
波の上下運動を空気エネルギーに変換して発電する波力発電装置や、振り子式波力発電システムなどがある。波のエネルギーを空気エネルギーに変換してタービンを回し発電する装置では、空気室に波(海水)を取り入れ、海水で空気室の空気を排出し、排出された空気(風)を利用してタービン発電機のタービンを回し、発電する装置である。しかしこの装置では、小波のときは空気室に流入する海水の量が少なく、又圧力も弱いため、発電できる適正な圧力の空気を排出することが出来ず、発電できなかったか、発電しても非常に弱いものであった。また、比較的大きな波を利用する必要から、空気室は波打ち際に建設せざるを得ず、7,8メートルや10メートルといった巨大波が来ても壊れないような頑丈な建物が必要で、建設費用が高くつき、発電による利益と比べると、経済的効果が少なく、余り普及していない。更に、適正な大きさの波が絶えず発生するところで、しかも波打ち際にこのような波のエネルギーを取り入れる地形の所が必要ということで、適正な場所は少なく、波力発電装置の設置場所が限定されている。Devices that generate electricity by attaching solar cells to factories, roofs and walls of houses are beginning to spread. It is a powerful device as clean power that does not emit CO2. However, in Japan, there are many mountains and sunshine hours are short. Also, there are buildings and many houses in the city, so there is not enough sunshine time. Since there is nothing to block out at sea, you can receive full sunlight from sunrise to sunset. However, it is difficult to fix in the same place because it is always affected by waves, winds and tides at sea. Another issue is how to store the generated electricity.
Conventionally, most of the power generation devices at sea use wave energy. Various devices have been devised that generate power using wave energy.
There are wave power generators that generate power by converting the vertical motion of waves into air energy, and pendulum wave power generation systems. In a device that converts wave energy into air energy and rotates a turbine to generate electricity, it takes waves (seawater) into the air chamber, discharges air from the air chamber with seawater, and uses the discharged air (wind) to generate a turbine. It is a device that generates electricity by turning the turbine of the generator. However, with this device, when the wave is small, the amount of seawater flowing into the air chamber is small and the pressure is weak, so it is not possible to discharge air at an appropriate pressure to generate electricity. It was very weak. In addition, because it is necessary to use relatively large waves, the air chamber must be built at the shore, and it needs a sturdy building that will not break even if huge waves such as 7.8 meters or 10 meters come. The cost is high and the economic effect is small compared to the profits from power generation, and it is not very popular. In addition, where waves of appropriate magnitude are constantly generated, and there is a need for a place of terrain to take in such wave energy at the time of surfing, there are few appropriate places and the installation place of wave power generators is limited. ing.
振り子式波力発電システムの場合、波エネルギーを受圧板の振子運動ととらえ、油圧に変換して発電するものである。装置を海中に作る必要があり、しかも発電効率は悪く、ブイなどの標識灯等に利用されているに過ぎない。
上記以外にも、潮流を利用して、水車を回し発電する潮流発電があるが、装置が非常に大掛かりになり、建設コストも大きく、周辺海域の生態系を乱したり、発電効率も悪い。
特許文献1の特許出願平8−229178では、波の上下運動を利用して、歯車を回し、ゼンマイバネにエネルギーを蓄えて発電する波力発電装置がある。波の上下運動(海面の上下運動)を歯車の回転運動に変換するもので、よほど大きな歯車を作らない限り、大きな電力を得ることができないし、大きな波の場合は、ゼンマイバネの巻き過ぎによる破損等が発生するので、破損防止のため、巻きすぎ防止を施している。そのため、大きな波のエネルギーを取り出すことができない。In the case of a pendulum wave power generation system, wave energy is regarded as a pendulum motion of a pressure receiving plate, and is converted into hydraulic pressure to generate power. It is necessary to make the device in the sea, and the power generation efficiency is poor, and it is only used for beacon lights such as buoys.
In addition to the above, there is tidal power generation that uses tidal currents to generate electricity by turning a water wheel, but the equipment becomes very large, the construction cost is high, the ecosystem in the surrounding sea area is disturbed, and the power generation efficiency is poor.
In Japanese Patent Application No. 8-229178 of
従来の波のエネルギーを利用した発電では、波の発生によって、即発電するような装置が多く作られている。水弁集約式波力発電や振動水柱式発電装置などは、波を空気室に取り入れて発電する装置で、波の大きさによっては、常に発電できるとは限らず、又、小波では発電するだけのエネルギーがなく、発電量が一定せず、不安定で非効率であった。巨大波に備えて発電装置を作るとすれば、頑丈な装置を作る必要があり、建設コストも莫大で、しかもこの装置では小波ではまったく発電できない。巨大波が発生する場所で、巨大波でも破壊されない場所は限定されている。逆に、小波で発電できる装置は、小さい電力しか発電できず、せいぜい標識灯に使用するぐらいである。
本発明が解決しょうとする課題は、海上に浮かべた浮遊体に太陽電池を取り付け、太陽光を日の出から日の入りまで取り込み、太陽電池で発生した電気を、浮遊体の内部に設置した発電貯蔵システムに蓄電し、蓄電した電気を必要に応じて別の場所に送電するか、あるいは蓄電した電気を二次電池に充電する。このような浮遊体(太陽電池浮遊体)が波の力によって上下運動を起こし、海中に固定した防水箱の中に設置された発電機のタービンを回転させて発電する。防水箱の内部に設置された発電機の回転軸と連結したプーリーに、浮遊体に取り付けたロープを巻きつけ、浮遊体が波で上昇すると、ロープが巻き上げられてプーリーを回転させ、プーリーの回転軸に連結している発電機の回転軸を回転させて発電する仕組みである。太陽電池を取り付けた浮遊体と、内部に発電機を設置した防水箱からなる波力発電装置である。太陽電池を取り付けた浮遊体内部に発電貯蔵システムを設け発電貯蔵システムに貯蔵された電気を、海底または海中を通る電線ケーブルで陸上に設置した蓄電装置、又は海上に浮かぶ船のようなものに設置した蓄電装置に送電し蓄電することも可能である。防水箱に設置された発電機によって発電された電気を海底ケーブルで陸上にある蓄電装置に送電し、蓄電することもできる。In conventional power generation using wave energy, many devices have been made that generate power immediately by the generation of waves. Water valve intensive wave power generation and oscillating water column power generation devices are devices that generate waves by taking waves into the air chamber. Depending on the magnitude of the waves, power generation is not always possible, and small waves only generate power. There was no energy, the amount of power generation was not constant, and it was unstable and inefficient. If a power generation device is prepared in preparation for a giant wave, it is necessary to make a sturdy device, the construction cost is enormous, and this device cannot generate power at all with a small wave. There is a limited number of places where giant waves are generated and cannot be destroyed by giant waves. Conversely, devices that can generate power with small waves can only generate small amounts of power, and at best use them for beacon lights.
The problem to be solved by the present invention is that a solar cell is attached to a floating body floating on the sea, sunlight is taken in from sunrise to sunset, and electricity generated by the solar cell is installed in a power generation storage system installed inside the floating body. The electricity is stored and the stored electricity is transmitted to another place as necessary, or the stored electricity is charged to the secondary battery. Such a floating body (solar cell floating body) is caused to move up and down by the force of waves, and generates electricity by rotating a turbine of a generator installed in a waterproof box fixed in the sea. The rope attached to the floating body is wrapped around the pulley connected to the rotating shaft of the generator installed inside the waterproof box, and when the floating body rises by the wave, the rope is wound up and the pulley is rotated to rotate the pulley This is a mechanism to generate electricity by rotating the rotating shaft of the generator connected to the shaft. It is a wave power generation device composed of a floating body with a solar cell attached and a waterproof box with a generator installed inside. A power generation storage system is installed inside a floating body with solar cells installed, and electricity stored in the power generation storage system is installed on a power storage device installed on land with an electric cable running through the seabed or underwater, or a ship floating on the sea. It is also possible to transmit power to the stored power storage device and store it. Electricity generated by a generator installed in a waterproof box can be transmitted to a power storage device on the land using a submarine cable and stored.
上記の課題を解決するために、太陽電池を取り付けた浮遊体と、海中に固定して浮遊体とロープで連結された、発電装置を内蔵した防水箱とが一体となった波力発電装置が必要になる。
浮遊体の基本的な構造は次のようなものである。
筺体の上面の天板に太陽電池を取り付けるか、あるいは天板の上に太陽電池を取り付けた板を回転自在に取り付け、内部に太陽電池で発生した電気を蓄電する発電貯蔵システム(チャージコントローラとバッテリー)を設置している水に浮く筐体で、底部にロープを固定又は非固定状態で取り付けている。このような構造の浮遊体である。
太陽電池を絶えず太陽の方向に向くように、太陽電池を取り付けた板を、水平方向に回転自在に作動させる太陽光追尾発電システムを取り付ければ、太陽が天空にある間、常に太陽光を吸収することができ発電することができる。
浮遊体の底部にロープを取り付け、該ロープを防水箱の内部に設置した発電機の回転軸に連結しているプーリーに巻き付け、更にプーリーの下方にある錘を取り付けた動滑車を通って、防水箱の内壁又は別に設けた支柱に結びつける。
浮遊体にロープを固定した状態で取り付けるか、あるいは非固定状態で取り付ける。ロープを浮遊体に固定した状態で取り付けると、浮遊体が波や風等によって、向きを変えたり回転したりすると、ロープも浮遊体の動きに従って向きを変えたり回転して捩れたりするためにプーリーをうまく回転させることができなくなったり、ロープの磨耗を早めたりする。これを防ぐために、ロープを取り付けた固定板を浮遊体の底板の上に非固定の状態で載せ、ロープを底板に設けた穴から下に通して防水箱のプーリーに巻きつける。このようにすると、浮遊体が向きを変えたり、回転しても、ロープを取り付けた固定板は回転せず、ロープも捩れたりしない。海上では通常一個の浮遊体で使用しないで、多くの浮遊体を連結して使用する。こうすることによって、波や風や海流等の影響があっても、個々の浮遊体は回転しない。この場合はロープを非固定状態で浮遊体に繋がなくてもよい。In order to solve the above problems, a wave power generation device in which a floating body attached with a solar cell and a waterproof box with a built-in power generation device fixed in the sea and connected to the floating body by a rope is integrated. I need it.
The basic structure of the floating body is as follows.
A solar cell is attached to the top plate on the top surface of the enclosure, or a plate with a solar cell attached to the top plate is rotatably mounted, and a power generation and storage system that stores electricity generated by the solar cell inside (charge controller and battery) ) Is installed in a water-floating case with a rope fixed or unfixed at the bottom. It is a floating body of such a structure.
If you install a solar tracking power generation system that allows the solar cell to face the direction of the sun constantly, the solar cell-mounted plate can be rotated in the horizontal direction, it always absorbs sunlight while the sun is in the sky. Can generate electricity.
A rope is attached to the bottom of the floating body, the rope is wound around a pulley connected to the rotating shaft of the generator installed inside the waterproof box, and further passed through a moving pulley attached with a weight below the pulley, Tie it to the inner wall of the box or to a separate support.
Attach the rope to the floating body in a fixed state, or attach it in an unfixed state. When the rope is attached to the floating body, if the floating body changes direction or rotates due to waves or wind, the pulley also changes direction and rotates according to the movement of the floating body. Can not be rotated well, or wear of the rope is accelerated. In order to prevent this, the fixing plate with the rope attached is placed on the bottom plate of the floating body in an unfixed state, and the rope is passed through the hole provided in the bottom plate and wound around the pulley of the waterproof box. If it does in this way, even if a floating body changes direction or rotates, the fixed board which attached the rope will not rotate, and a rope will not twist. At sea, it is not usually used as a single floating body, but many floating bodies are connected and used. By doing this, even if there is an influence of waves, winds, ocean currents, etc., each floating body does not rotate. In this case, the rope may not be connected to the floating body in an unfixed state.
浮遊体とロープで繋がっている防水箱の構造は次のようなものである。
防水箱の内部には、発電機が設置され、発電機の回転軸はプーリーと直接又は増速機を介して連結している。浮遊体に取り付けられたロープは防水箱の中に入り、プーリーに巻きついて、下方にある錘を取り付けた動滑車を通り、防水箱の内壁に固定される。防水箱は海中に設置されるため、防水箱の中に海水が浸入しないよう工夫が凝らされている。
海水が防水箱に浸水しないひとつの方法は、ロープを内蔵した、伸縮自在の防水筒を浮遊体と防水箱に固定する。波によって浮遊体が上昇すれば、防水筒も伸張し、浮遊体が下降すれば、防水筒も縮小する。
もうひとつの方法は、ロープを防水箱を貫通する筒に通し、防水箱の内部に設けた仕切り板に開けた穴を通り、防水箱の仕切り板の上に設けたプーリーに巻きつけ、再度仕切り板の穴を通って、下方の動滑車を通り、防水箱の内壁に固定される。海水は防水筒を通して、仕切り板の下の海水と一体となっている。仕切り板の穴から海水が防水箱の内部に浸入するのを防ぐため、防水箱の内部の空気圧を高める。
ロープを防水箱の下方に位置するところにある錘のついた動滑車を通って防水箱の内壁に固定するのは次の理由からである。
波が発生すると浮遊体が波によって上昇したり下降したりする。浮遊体が上昇するとロープが引き上げられる。浮遊体が下降すると、ロープが弛んでくる。この弛んだロープを動滑車に取り付けた錘の力によって素早く引き下げ、ロープを緊張させた状態にしておく。次の波が来て浮遊体が上昇した時、ロープも一緒に引き上げられ、プーリーを回転させることができる。これが動滑車に錘を取り付けた理由である。The structure of the waterproof box connected to the floating body with a rope is as follows.
A generator is installed inside the waterproof box, and the rotating shaft of the generator is connected to the pulley directly or via a speed increaser. The rope attached to the floating body enters the waterproof box, wraps around the pulley, passes through a movable pulley with a weight attached below, and is fixed to the inner wall of the waterproof box. Since the waterproof box is installed in the sea, it has been devised to prevent seawater from entering the waterproof box.
One way that seawater does not flood the waterproof box is to fix a telescopic waterproof cylinder with a built-in rope to the float and the waterproof box. If the floating body rises due to the wave, the waterproof cylinder also expands, and if the floating body descends, the waterproof cylinder also shrinks.
The other method is to pass the rope through the cylinder penetrating the waterproof box, pass through the hole made in the partition plate provided inside the waterproof box, wrap it around the pulley provided on the partition plate of the waterproof box, and partition again It passes through a hole in the board, passes through a moving pulley below, and is fixed to the inner wall of the waterproof box. The seawater is integrated with the seawater under the partition through the waterproof cylinder. In order to prevent seawater from entering the inside of the waterproof box from the hole of the partition plate, the air pressure inside the waterproof box is increased.
The reason for fixing the rope to the inner wall of the waterproof box through a movable pulley with a weight located below the waterproof box is as follows.
When a wave is generated, the floating body rises and falls due to the wave. When the floating body rises, the rope is pulled up. When the floating body descends, the rope loosens. The slack rope is quickly pulled down by the weight of the weight attached to the moving pulley, and the rope is kept in a tensioned state. When the next wave comes up and the floating body rises, the rope is pulled up together and the pulley can be rotated. This is the reason why the weight is attached to the moving pulley.
本発明の発電装置は、ひとつは太陽電池を使って太陽光から発電し、ひとつは、太陽電池を取り付けた筐体を浮遊体として、波の力を利用して発電機を回して発電するもので、日中の太陽が出て海が穏やかなときでも、日中の太陽が出ていれば、太陽光で発電し、曇りや雨で、海が荒れているときには波力で発電することができるので、発電効率がよい。更に、海上では視界を遮るものがなく、晴天時は、日の出から日の入りまで太陽光を浴びることができる。太陽光追尾発電装置を取り付けておけば太陽電池は常に太陽の方向に向いているので、太陽が天空にある間、常に発電することができる。しかも、海は膨大な広さがあるので、浮遊体と防水箱からなる発電装置を数多く敷設することができ、大型発電所並の発電量を得ることも可能である。 One of the power generation devices of the present invention generates power from sunlight using a solar cell, and one generates power by turning the generator using the power of waves, with the housing to which the solar cell is attached as a floating body. Even when the sun is out and the sea is calm, if the sun is out during the day, it can generate electricity with sunlight, and it can be generated with wave power when it is cloudy or rainy, and when the sea is rough. Because it can, power generation efficiency is good. In addition, there is nothing to block the view at sea, and in fine weather, you can take sunlight from sunrise to sunset. If a solar tracking power generation device is attached, the solar cell is always oriented in the direction of the sun, so that power can always be generated while the sun is in the sky. Moreover, since the sea is enormous, many power generators composed of floating bodies and waterproof boxes can be laid, and it is possible to obtain the same amount of power as large power plants.
本発明は、上述したように、浮遊体に取り付けた太陽電池による発電と、浮遊体の浮力を利用して防水箱の発電機のタービンを回転させて発電するもので、発電のためのコストは装置のコストと設置にかかるコストだけである。発電のために人手を要することもなく装置のメンテナンスも頻繁に必要としない。
浮遊体に取り付けた太陽電池と防水箱の発電機から発生した電気を防水箱に設けた発電貯蔵装置に蓄電し、海底ケーブルで陸上に送電するか、浮遊体の太陽電池で発生した電気と、防水箱の発電機で発生した電気を、直接陸上に設置した発電貯蔵装置に送電して蓄電すれば、発電から蓄電まで人手を要しない。しかも全くクリーンなエネルギーで、環境汚染もなく、周囲の環境破壊や景観を損ねることもない。原子力発電のように、放射能に汚染された資材や器具等の廃棄処理の費用と、汚染物質(原子力発電所で使用されたもの)の廃棄場所に心配することもなく、放射能汚染の心配もない。火力発電では、原料の化石燃料による環境汚染が問題となっており、更に、原料の運搬や中和原料にかかるコストや、運搬時の環境汚染もない。火力発電による環境汚染や、炭酸ガス排出による地球温暖化の心配も、本発明では不用である。又、水力発電は巨大なダムを作る必要があり、ダムに沈む地域や多くの山林を伐採しなければならず、環境破壊が著しい。更に、ダムに土砂が堆積するため、ダム完成後も土砂を取り除く必要があり、維持費用も莫大である。As described above, the present invention generates power by rotating the turbine of the generator of the waterproof box using the power generated by the solar cell attached to the floating body and the buoyancy of the floating body, and the cost for power generation is It is just the cost of the equipment and the cost of installation. There is no need for manpower for power generation and frequent maintenance of the equipment.
The electricity generated from the generator of the solar cell and the waterproof box attached to the floating body is stored in the power generation storage device provided in the waterproof box and transmitted to the land with a submarine cable, or the electricity generated by the solar cell of the floating body, If electricity generated by the generator in the waterproof box is directly transmitted to and stored in a power generation storage device installed on land, manpower is not required from generation to storage. Moreover, it is completely clean energy, does not pollute the environment, and does not damage the surrounding environment or the landscape. As with nuclear power generation, there is no need to worry about the cost of disposal of radioactively contaminated materials and equipment, and where to dispose of pollutants (used at nuclear power plants). Nor. In thermal power generation, environmental pollution due to fossil fuel as a raw material is a problem, and further, there is no cost for transportation of raw materials and neutralized raw materials, and environmental pollution during transportation. The environmental pollution due to thermal power generation and the concern about global warming due to carbon dioxide emission are also unnecessary in the present invention. In addition, hydroelectric power generation requires the creation of a huge dam, and the area that sinks in the dam and many mountain forests must be cut down, resulting in significant environmental damage. Furthermore, since sediment accumulates on the dam, it is necessary to remove the sediment even after the dam is completed, and the maintenance cost is enormous.
本発明の発電装置による発電は、太陽と波という自然の力(エネルギー)を100パーセント利用したものである。環境汚染もなく、炭酸ガスの排出もなく、維持費もかからず、安全で、経済的である。発電した電気を二次電池(バッテリー)に充電することも可能なので、個人の家での消費だけでなく、電気自動車用としても利用できる。
日本のように、周囲を海に囲まれ、島が多くあり、台風や津波による巨大波の発生や、潮の干満による波の発生等、絶えず波が発生しており、又波の高いところが多く、潜在的に巨大な波のエネルギーを有している。本発明は、この巨大な波のエネルギーを十二分に活用して発電することのできる、エネルギー発生装置である。景観を損ねることもなく、海に住む生物に悪影響を与えることもなく、海の生態系を壊さない、CO2などの地球環境を汚染する公害物質も発生しない、全くのクリーンエネルギーを生み出す装置である。
更に、広い範囲に浮遊体と防水箱からなる波力発電装置を設置し、防水箱の底にLED電球を取り付け、海草や藻類を栽培し、プランクトンや小魚、或いは中魚を防水箱の下で養殖することもできる。The power generation by the power generation apparatus of the present invention uses 100% of the natural power (energy) of the sun and waves. There is no environmental pollution, no carbon dioxide emissions, no maintenance costs, and it is safe and economical. Since the generated electricity can be charged to a secondary battery (battery), it can be used not only for consumption in private homes but also for electric vehicles.
Like Japan, there are many islands surrounded by the sea, and there are constantly waves, such as the generation of huge waves due to typhoons and tsunamis, and the generation of waves due to tides, and there are many places with high waves. Has potentially huge wave energy. The present invention is an energy generating device capable of generating power by fully utilizing the energy of this huge wave. It is a device that produces totally clean energy that does not damage the landscape, does not adversely affect living organisms living in the sea, does not destroy the marine ecosystem, and does not generate pollutants that pollute the global environment such as CO2. .
In addition, a wave power generator consisting of floating bodies and waterproof boxes is installed over a wide area, LED bulbs are attached to the bottom of the waterproof box, seaweeds and algae are cultivated, and plankton, small fish, or medium fish are placed under the waterproof box. Can also be farmed.
本発明の発電装置は、海上に浮かべた浮遊体そのものが太陽光発電装置であり、更に、浮遊体が、防水箱の発電機のタービンを回して発電する浮力を生み出す原動力として働いている。 In the power generation device of the present invention, the floating body floating on the sea itself is a solar power generation device, and the floating body works as a driving force for generating buoyancy to generate power by turning the turbine of the generator of the waterproof box.
本発明の第一の実施例である波力発電装置を構成する浮遊体について説明する。浮遊体1は一面が開口している筐体で、開口部に、天板2が開閉自在に装着されている。天板の表面に直接太陽電池を取り付けることもできるが、図2で見るように、天板上にモータ23を取り付け、太陽電池3を取り付けた太陽電池パネルの回転軸がコンピュータで制御されたモータ23によって水平方向に回転し、太陽電池3が常に太陽と正対するように設置することもできる。太陽電池を取り付けたパネルが、常に太陽の進む方向に、太陽と正対するように動かす方法は既にいくらでも考案されているので、特に説明する必要はないと考える。
浮遊体の内部に防水仕切り板4を取り付け、該防水仕切り板4上に蓄電装置を設置する。蓄電装置は、太陽電池で発生した電気を貯蔵する発電貯蔵システム6と、該発電貯蔵システムに貯蔵した電気を二次電池(バッテリー)に充電する充電装置7からなり、充電装置に二次電池8が着脱自在に装填される。
浮遊体の底に底板5を取り付ける。底板にロープ14を内蔵した伸縮自在の防水筒15が通る穴を設ける。防水筒15の上部には、防水筒を固定したロープ固定板13を浮遊体の底板の上に非固定状態で載置する。防水筒15は底板5に開けられた穴を通り、第二の発電装置である防水箱10の上板11に固定される。即ち、浮遊体と防水箱は防水筒によって連結される。
浮遊体の外部に方向舵9を取り付ける。方向舵は、浮遊体が波や風によって流されようとするときに、浮遊体がその場で回転運動をするように角度をつけて取り付ける。方向舵は必要に応じて複数個取り付ける。複数の浮遊体を連結するときは、方向舵9は必要ない。浮遊体の形状については、下方を砲弾型又は円錐形若しくは円錐形に類した形状にして、流されにくくすることもできる。The floating body which comprises the wave power generator which is the 1st Example of this invention is demonstrated. The floating
The
A
A
浮遊体と一体となって発電する防水箱の構造について述べる。
防水箱10の構造は、図1でみるように、内部に発電機18を設置している筺体で、発電機はプーリー16と直接、又は増速機17を介して連結している。防水箱の上板11に穴を設け、穴を覆うように防水筒15が上板に固定されている。防水筒の中にロープ14が通っていて、防水筒の上部はロープを固定したロープ固定板13に固定され、該ロープ固定板13は浮遊体の底板5の上に非固定の状態で載置されている。複数の浮遊体が連結しているときや、浮遊体が波や風によっても回転しない状態で浮遊している場合には、ロープ14は浮遊体の底板5に直接固定してもよい。この場合、ロープ14をロープ固定板13に固定しなくてもよい。
ロープ14は防水箱の中に入り、プーリー16に巻きつき、プーリー16の下方にある錘20を取り付けた動滑車19を通り、防水箱の内壁に固定される。ロープ14を巻きつけたプーリー16の回転軸にワンウェイ回転機構を取り付け、増速機17と発電機18の回転軸に連結する。The structure of a waterproof box that generates power together with a floating body is described.
As shown in FIG. 1, the structure of the
The
ワンウェイ回転機構としては、図6、図7、図8、図12で見るような、両端にネジを切った両ネジナット軸27と、このナット軸に嵌るボルト(主動ボルト28Aと従ボルト28B)との組み合わせによるワンウェイ回転機構や図9と図10で見るように、外周に突起を設けた軸(主動回転軸29)と、内周又は端面に凹凸を設け、凸部を壁として支えにしている爪31Aを内周(内径)又は端面に回動自在になるように取り付けた回転軸(従回転軸)30を組み合わせたものである。爪31にバネ32を取り付け折り曲げ可能としている。
図7で見るように、両ネジナット軸27が右回りに回転すると、主ボルト28A側に移動し、主ボルト28Aと噛み合って増速機17や発電機18に連結している回転軸を回転させる。両ネジナット軸27が左回りに回転すると、主ボルト28A側から離れ、従ボルト28B側に移動し、従ボルト28Bを回転させる。(図8参照)。従ボルト28Bは他の回転体と連結していないので、回転時ほとんど負荷がかからない。
ロープが浮遊体の上昇によって引き上げられると、プーリー16を右回りに回転させ、両ネジナット軸が主ボルトに噛み合って、発電機の回転軸に連結している回転軸を回転させる。浮遊体1が下降するとロープ14が弛む。このとき、ロープ14が通る動滑車19についている錘20によってロープ14が引き下げられプーリー16を左回りに回転させ、両ネジナット軸27は主ボルト28Aから離れ、従ボルト28Bに噛み合い、従ボルト28Bを回転させる。従ボルト28Bには何も連結していないので負荷はほとんどかからない。プーリーの回転が左回りのときに主ボルトと噛み合い、右回りのときに従ボルトと噛み合うようにしてもよい。
ワンウェイ回転機構は、上記のほかにワンウェイクラッチの内径(内輪)にプーリーの回転軸を固定し、ワンウェイクラッチの外輪に増速機17又は発電機18の回転軸を固定してもよい。
プーリーの回転軸をワンウェイクラッチの外輪に固定し、増速機又は発電機の回転軸をワンウェイクラッチの内径(内輪)に固定してもよい。
増速機の歯車の組み合わせによっては、数倍の増速から数十倍の増速にすることも可能である。
防水箱の中の発電機18によって発電された電気は防水筒15の中を通り、浮遊体の防水仕切り板4を通り、発電貯蔵システム6に連結された電線を伝わって、発電貯蔵システム6に貯蔵される。As shown in FIGS. 6, 7, 8, and 12, the one-way rotation mechanism includes both
As shown in FIG. 7, when the
When the rope is pulled up by the rising of the floating body, the
In addition to the above, the one-way rotation mechanism may fix the rotation shaft of the pulley to the inner diameter (inner ring) of the one-way clutch and fix the rotation shaft of the
The rotation shaft of the pulley may be fixed to the outer ring of the one-way clutch, and the rotation shaft of the speed increaser or the generator may be fixed to the inner diameter (inner ring) of the one-way clutch.
Depending on the gear combination of the gearbox, the speed can be increased from several times to several tens of times.
Electricity generated by the
第二の実施例としては図4でみるように、波力発電装置を形成する浮遊体(太陽電池発電装置)は第一の実施例と同じ構造で、波力発電装置である防水箱10の構造は次のようになる。
防水箱10の内部に、上下を仕切る仕切り板12を取り付け、防水箱の天板である上板11と仕切り板12の間を貫通する筒、貫通筒25を取り付ける。仕切り板12にロープが通る穴を設ける。仕切り板の上に発電機18を載置し、発電機の回転軸をプーリー16に直接又は増速機17を介して連結する。プーリー16にワンウェイ回転機構を取り付けるか、あるいはワンウェイ回転機構と一体となったプーリーを使用する。
プーリーに巻きついて、プーリー16を回転させるロープ14は浮遊体1の底板5の上に非固定状態で載置されたロープ固定板13に取り付けられる。場合によっては、ロープ14は浮遊体の底板5に直接取り付けてもよい。
ロープ14は、防水箱10の貫通筒25の中を通り、仕切り板12に開けた穴を通り、防水箱の中に入り、プーリー16に巻きついて、再び仕切り板12の穴を通り下方にある動滑車19を通り、防水箱の内壁に固定されるか、又は別に設けた支柱に固定される。動滑車19には錘20が取り付けられている。このような構造の防水箱である。
貫通筒15の上部にロッドエンドをはめ込み、浮遊体が波や風によって上下だけでなく、水平方向に流されても、ロープが円滑に引っ張られるようにしてもよい。As shown in FIG. 4 as a second embodiment, the floating body (solar cell power generation device) forming the wave power generation device has the same structure as that of the first embodiment, and is a
A
The
The
A rod end may be fitted to the upper part of the through
発電機18で発電された電気は、海底ケーブルで陸上に送電されるか、防水箱の発電機から電線を通って浮遊体の中にある発電貯蔵システムに送電され蓄電される。発電機から発電貯蔵システムに電線を接続するには、電線を防水箱の外に出し、それを浮遊体の中に入れる必要があり、それぞれに防水処置を行う必要がある。防水処置は既存の方法がいくらでもあり特に詳細に記す必要はない。但し、防水箱の外にある電線は、浮遊体が波によって上昇すれば引き上げられ、浮遊体が下降すれば海中に漂うことになり、他の浮遊体の電線と縺れることも考えられるので、図11で見るような装置を取り付けて、他の電線とのもつれを防止することができる。
この装置は、防水箱10の外側に、連結した二つのリール、大リール33と小リール34を設け、小リール34にロープ36あるいは紐状のものを巻きつけ、ロープ36あるいは紐状の先端にバネ35を取り付け、バネ35を防水箱の上板に固定したものである。防水箱10の発電機18に繋がっている電線を防水箱10から外に出し、大リール33に巻きつけ浮遊体1の中に入れ、発電貯蔵システム6に接続する。
浮遊体1は波によって絶えず、上昇したり下降したりする。浮遊体1が上昇すれば、電線も引き上げられ、浮遊体1が下降すれば、引き上げられた電線36が弛む。電線36が元の大リール33にうまく巻きつけられるように、電線36が緩むとバネ35が元に戻り、小リール34を回転させ、小リール34に連結している大リール33を回転させて、電線36を元のように大リール33に巻き込む。The electricity generated by the
This device is provided with two connected reels, a
The floating
第一の実施例と第二の実施例では、浮遊体の中にチャージコントローラ等の発電貯蔵システムと充電装置を設置しているが、発電貯蔵システムは発電機を内蔵している防水箱の中に設置してもよく、又、別に設置した防水箱の中に設置してもよく、あるいは、陸上に設置してもよい。
浮遊体と防水箱を組み合わせた波力発電装置は1セットで使用するだけでなく、防水箱を長くするか、あるいは、海底に複数のコンクリートの柱を立て、柱の上に複数の防水箱を固定する。数キロメートルに亘って浮遊体と防水箱を設置すれば、かなりの発電量を得ることができる。
多数の浮遊体をロープ等で繋ぎ、一部の浮遊体に発電貯蔵システムと充電装置を設け、全ての浮遊体に取り付けた太陽電池の電気を該発電貯蔵システムに貯蔵することも可能である。In the first embodiment and the second embodiment, a power generation storage system such as a charge controller and a charging device are installed in a floating body, but the power generation storage system is in a waterproof box containing a generator. It may be installed in a waterproof box, installed in a separate waterproof box, or installed on land.
Wave power generator combined with floating body and waterproof box is not only used in one set, but also lengthen the waterproof box, or stand multiple concrete pillars on the sea floor and install multiple waterproof boxes on the pillars Fix it. If floating bodies and waterproof boxes are installed over several kilometers, a considerable amount of power can be obtained.
It is also possible to connect a large number of floating bodies with a rope or the like, provide a power generation storage system and a charging device for some of the floating bodies, and store the electricity of solar cells attached to all the floating bodies in the power generation storage system.
1 浮遊体、 2 天板、 3 太陽電池、 4 防水仕切り板、 5 底板、
6 発電貯蔵システム、 7 充電装置、 8 二次電池、 9 方向舵、
10 防水箱、 11 上板、 12 仕切り板、 13 ロープ固定板、
14 ロープ、 15 防水筒、 16 プーリー、 17 増速機、
18 発電機、 19 動滑車、 20 錘、 21 貫通筒、
22 穴、 23 モータ、
27 両ネジナット軸、 28A 主ボルト回転軸、
28B 従ボルト回転軸、 29 主動回転軸、 30 従回転軸、
31 爪、 32 バネ、 33 大リール、 34 小リール、
35 バネ、 36 電線。1 floating body, 2 top plate, 3 solar cell, 4 waterproof partition plate, 5 bottom plate,
6 Power generation storage system, 7 Charging device, 8 Secondary battery, 9 Rudder,
10 waterproof box, 11 upper plate, 12 partition plate, 13 rope fixing plate,
14 ropes, 15 waterproof cylinders, 16 pulleys, 17 gearboxes,
18 generator, 19 moving pulley, 20 spindle, 21 through cylinder,
22 holes, 23 motors,
27 Double screw nut shaft, 28A Main bolt rotation shaft,
28B Subordinate rotation axis, 29 Main rotation axis, 30 Subrotation axis,
31 claws, 32 springs, 33 large reels, 34 small reels,
35 Spring, 36 Electric wire.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010126268A JP2011241810A (en) | 2010-05-14 | 2010-05-14 | Wave-power generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010126268A JP2011241810A (en) | 2010-05-14 | 2010-05-14 | Wave-power generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2011241810A true JP2011241810A (en) | 2011-12-01 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2010126268A Pending JP2011241810A (en) | 2010-05-14 | 2010-05-14 | Wave-power generator |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017506310A (en) * | 2015-01-07 | 2017-03-02 | インジン,インコーポレイティド | Wave power generation system |
JP2021127197A (en) * | 2020-02-12 | 2021-09-02 | 株式会社豊田自動織機 | Power supply device of cargo handling vehicle |
-
2010
- 2010-05-14 JP JP2010126268A patent/JP2011241810A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017506310A (en) * | 2015-01-07 | 2017-03-02 | インジン,インコーポレイティド | Wave power generation system |
JP2021127197A (en) * | 2020-02-12 | 2021-09-02 | 株式会社豊田自動織機 | Power supply device of cargo handling vehicle |
JP7298499B2 (en) | 2020-02-12 | 2023-06-27 | 株式会社豊田自動織機 | Cargo handling vehicle power supply device |
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